JPH0614062B2 - 流速検出装置 - Google Patents
流速検出装置Info
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- JPH0614062B2 JPH0614062B2 JP59107312A JP10731284A JPH0614062B2 JP H0614062 B2 JPH0614062 B2 JP H0614062B2 JP 59107312 A JP59107312 A JP 59107312A JP 10731284 A JP10731284 A JP 10731284A JP H0614062 B2 JPH0614062 B2 JP H0614062B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/20—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
- G01F1/28—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow by drag-force, e.g. vane type or impact flowmeter
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/02—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring forces exerted by the fluid on solid bodies, e.g. anemometer
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は素子を用いた流速検出装置に関する。本発明の
流速検出装置は小型であり、且つ耐久性、即応性に優
れ、精度も高いため、例えば自動車等の流動体に搭載
し、風速の検出に用いることができる。
流速検出装置は小型であり、且つ耐久性、即応性に優
れ、精度も高いため、例えば自動車等の流動体に搭載
し、風速の検出に用いることができる。
従来、圧電素子を用いて流速を検出する流速検出装置が
知られている。
知られている。
しかしながら、従来の圧電素子を用いた流速検出装置
は、圧電素子に印加される電圧の大きさや圧電素子に通
電される電流の大きさに基づいて流速検出を行うので、
印加電圧の変動により検出した流速の誤差が大きいとい
う問題があった。
は、圧電素子に印加される電圧の大きさや圧電素子に通
電される電流の大きさに基づいて流速検出を行うので、
印加電圧の変動により検出した流速の誤差が大きいとい
う問題があった。
特に、車載バッテリやオルタネータから給電される車両
用の流速検出装置では、この問題は重要であった。もち
ろん、定電圧電源装置に追加は可能であるが、装置構成
の複雑化や消費電力の増大は免れない。
用の流速検出装置では、この問題は重要であった。もち
ろん、定電圧電源装置に追加は可能であるが、装置構成
の複雑化や消費電力の増大は免れない。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、印加電
圧の変動に関わらず検出誤差が小さい流速検出装置を提
供することを、その目的としている。
圧の変動に関わらず検出誤差が小さい流速検出装置を提
供することを、その目的としている。
本発明の流速検出装置は、印加電界に応じて歪を発生
し、応力に応じて電気分極を発生する素子１と、 該素子に結合され、流体の圧力を該素子に伝達する機械
力伝達手段２と、 前記素子に交流電界を印加する駆動部３と、 前記素子に印加する電圧と前記素子を流れる電流との位
相差を検出し、該位相差に応じて前記流体の流速を検出
する検出部４とから成ることを特徴としている。
し、応力に応じて電気分極を発生する素子１と、 該素子に結合され、流体の圧力を該素子に伝達する機械
力伝達手段２と、 前記素子に交流電界を印加する駆動部３と、 前記素子に印加する電圧と前記素子を流れる電流との位
相差を検出し、該位相差に応じて前記流体の流速を検出
する検出部４とから成ることを特徴としている。
素子１は、流体が機械力伝達手段２に及ぼす圧力を電気
分極に変換すると共に、駆動部３によって印加される電
気的エネルギーを機械的エネルギーに変換し機械力伝達
手段２を振動させる。素子１としては、チタン酸バリウ
ム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、ジ
ルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）、ジルコンチタン酸鉛（Ｐ
ｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３）等の真性セラミックス、及びこ
れらに添加物を加えたこれらの変性セラミックスを用い
ることができる。素子１は単一で用いてもよく、又複数
個を同時に用いてもよい。素子１の形状は上記機能を果
し得るものであればよい。
分極に変換すると共に、駆動部３によって印加される電
気的エネルギーを機械的エネルギーに変換し機械力伝達
手段２を振動させる。素子１としては、チタン酸バリウ
ム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、ジ
ルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）、ジルコンチタン酸鉛（Ｐ
ｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３）等の真性セラミックス、及びこ
れらに添加物を加えたこれらの変性セラミックスを用い
ることができる。素子１は単一で用いてもよく、又複数
個を同時に用いてもよい。素子１の形状は上記機能を果
し得るものであればよい。
機械力伝達手段２は、前記流体の流速に起因する圧力を
前記素子１に伝達する。機械力伝達手段２は該素子１と
一体的に密着する別個の部材によって構成してもよく、
又素子１をそのまま機械力伝達手段２として兼用しても
よい。
前記素子１に伝達する。機械力伝達手段２は該素子１と
一体的に密着する別個の部材によって構成してもよく、
又素子１をそのまま機械力伝達手段２として兼用しても
よい。
駆動部３は、前記素子１に交流電界を印加し、該圧電素
子１に歪を発生させる。駆動部３は、少なくとも駆動源
３０と、前記素子１の端面に該素子１と一体的に形成さ
れた電極３１とから構成される。
子１に歪を発生させる。駆動部３は、少なくとも駆動源
３０と、前記素子１の端面に該素子１と一体的に形成さ
れた電極３１とから構成される。
検出部４は、流速に関連した物理量として素子印加電圧
と素子通電電流との位相差を検出し、該位相差に応じて
流速を検出する。
と素子通電電流との位相差を検出し、該位相差に応じて
流速を検出する。
第１図において素子１は、駆動部３によって交流電界を
印加されて歪を発生する。印加される電界が交流電界で
あるため、該歪は周期的に変動し、従って素子１は振動
する。該振動は機械力伝達手段２に伝達され、増幅され
る。検出部４は素子１に印加される電圧及び素子１を流
れる電流を検出し、それらから位相差を検出する。この
位相差は素子１の歪量によって影響される物理量であ
る。今、流体が流速ｕで流れ、機械力伝達手段２に圧力
が加わると該機械力伝達手段２は該圧力に応じて変位す
る。該変位に応じて素子１は歪み、これは前記電圧、電
流間の位相差の変化となって現れる。該変化を検出部４
が検出し、これに基づき流速を検出する。
印加されて歪を発生する。印加される電界が交流電界で
あるため、該歪は周期的に変動し、従って素子１は振動
する。該振動は機械力伝達手段２に伝達され、増幅され
る。検出部４は素子１に印加される電圧及び素子１を流
れる電流を検出し、それらから位相差を検出する。この
位相差は素子１の歪量によって影響される物理量であ
る。今、流体が流速ｕで流れ、機械力伝達手段２に圧力
が加わると該機械力伝達手段２は該圧力に応じて変位す
る。該変位に応じて素子１は歪み、これは前記電圧、電
流間の位相差の変化となって現れる。該変化を検出部４
が検出し、これに基づき流速を検出する。
以下本発明を具体的な実施例に基づき詳しく説明する。
（１）第１実施例 第４図は本実施例の流速検出装置の構成図であり、第２
図は該流速検出装置のセンサ部（圧電素子１及び機械力
伝達手段２によって構成される部分）の枠体７１への取
付け図であり、第３図は本実施例の流速検出装置S0の流
路R0への取付け図である。
図は該流速検出装置のセンサ部（圧電素子１及び機械力
伝達手段２によって構成される部分）の枠体７１への取
付け図であり、第３図は本実施例の流速検出装置S0の流
路R0への取付け図である。
第４図、第２図に示すように、本実施例においてセンサ
部は２つの圧電素子１１，１２（板状の直方体形状、ジ
ルコンチタン酸鉛（商品名ＰＺＴ磁器製）と、該２つの
圧電素子１１、１２に挟まれ、該２つの圧電素子から一
端２１が突出した機械力伝達手段２（前記圧電素子より
長い板状の直方体、コバール製）とから成る。
部は２つの圧電素子１１，１２（板状の直方体形状、ジ
ルコンチタン酸鉛（商品名ＰＺＴ磁器製）と、該２つの
圧電素子１１、１２に挟まれ、該２つの圧電素子から一
端２１が突出した機械力伝達手段２（前記圧電素子より
長い板状の直方体、コバール製）とから成る。
第１圧電素子１１の各端面には、第１電極３１１、第２
電極３１２がそれぞれ銀（Ａｇ）の蒸着によって形成さ
れ、又第２圧電素子１２の各端面には第３電極３１３、
第４電極３１４がそれぞれ同様にして形成されている。
尚、電極は銀以外の金属を用いてもよく、印刷又はメッ
キによって形成することもできる。第２電極３１２、第
３電極３１３と機械力伝達手段２との固定は接着剤を用
いて、又はハンダづけによって行なうことができる。２
つの圧電素子１１、１２の無電界時の分極方向は同一で
あり、図中、矢印Ｐの方向である。尚圧電素子１１、１
２と機械力伝達手段２との熱膨張係数は近いことが必要
である。
電極３１２がそれぞれ銀（Ａｇ）の蒸着によって形成さ
れ、又第２圧電素子１２の各端面には第３電極３１３、
第４電極３１４がそれぞれ同様にして形成されている。
尚、電極は銀以外の金属を用いてもよく、印刷又はメッ
キによって形成することもできる。第２電極３１２、第
３電極３１３と機械力伝達手段２との固定は接着剤を用
いて、又はハンダづけによって行なうことができる。２
つの圧電素子１１、１２の無電界時の分極方向は同一で
あり、図中、矢印Ｐの方向である。尚圧電素子１１、１
２と機械力伝達手段２との熱膨張係数は近いことが必要
である。
かかる構成のセンサ部は第２図に示すごとく、上下の支
持板６１、６２及びネジ７２を介し、枠体７１に固定さ
れている。又機械力伝達手段２の前記圧電素子１１、１
２から突出した部分（振動板２１）はシール部材R1を介
し、枠体７１の外へ突出し、第３図に示すように流路R0
に挿入されている。尚振動板２１と流体の流れる方向と
は垂直である。機械力伝達手段２の他端（前記振動板２
１でない側の端部）には、リード線３１０が接続され、
該リード線３１０は駆動源３０である交流電源に接続さ
れている。又前記支持板６１、６２にはそれぞれリード
線３１０１、３１０２が接続され、これらリード線３１
０１、３１０２は検出部４に接続されている。
持板６１、６２及びネジ７２を介し、枠体７１に固定さ
れている。又機械力伝達手段２の前記圧電素子１１、１
２から突出した部分（振動板２１）はシール部材R1を介
し、枠体７１の外へ突出し、第３図に示すように流路R0
に挿入されている。尚振動板２１と流体の流れる方向と
は垂直である。機械力伝達手段２の他端（前記振動板２
１でない側の端部）には、リード線３１０が接続され、
該リード線３１０は駆動源３０である交流電源に接続さ
れている。又前記支持板６１、６２にはそれぞれリード
線３１０１、３１０２が接続され、これらリード線３１
０１、３１０２は検出部４に接続されている。
第４図に示すように本実施例において、検出部４は電流
検出器４１、電圧検出器４２及びこれらに接続された位
相差演算手段４０から構成される。
検出器４１、電圧検出器４２及びこれらに接続された位
相差演算手段４０から構成される。
本実施例の流速検出装置は以下のごとく機能する。
交流電源３０によって第１圧電素子１１、第２圧電素子
１２に交流電界を印加すると、該交流電界に応じて各圧
電素子１１、１２はそれぞれ歪む。例えば第２電極３１
２、第３電極３１３の側を負電位に、又第１電極３１
１、第４電極３１４の側を正電位に保つと、第１圧電素
子１１は伸び、第２圧電素子１２は縮む。その結果振動
板２１は２１ｂのように図中下方へ曲がる。逆に第２電
極３１２、第３電極３１３の側を正電位に、第１電極３
１１第４電極３１４の側を負電位に保つと第１圧電素子
１１は縮み、第２圧電素子１２は伸びる。その結果振動
板２１は図中上方へ曲がる。今、印加している電界は交
流電界であるため上記動作の繰り返しによって振動板２
１は振動する。
１２に交流電界を印加すると、該交流電界に応じて各圧
電素子１１、１２はそれぞれ歪む。例えば第２電極３１
２、第３電極３１３の側を負電位に、又第１電極３１
１、第４電極３１４の側を正電位に保つと、第１圧電素
子１１は伸び、第２圧電素子１２は縮む。その結果振動
板２１は２１ｂのように図中下方へ曲がる。逆に第２電
極３１２、第３電極３１３の側を正電位に、第１電極３
１１第４電極３１４の側を負電位に保つと第１圧電素子
１１は縮み、第２圧電素子１２は伸びる。その結果振動
板２１は図中上方へ曲がる。今、印加している電界は交
流電界であるため上記動作の繰り返しによって振動板２
１は振動する。
かかる状態において流体が流速ｕで流れ、振動板２１に
圧力を加えると該圧力は機械力伝達手段２によって各圧
電素子１１、１２に伝達される。
圧力を加えると該圧力は機械力伝達手段２によって各圧
電素子１１、１２に伝達される。
このため圧電素子１１、１２に流速に対応した直流的歪
が発生し、それぞれの圧電素子１１、１２に該歪が発生
し、それぞれの圧電素子１１、１２に該歪に基づく分極
が発生する。該分極により圧電素子１１、１２を流れる
電流の位相が印加電圧に対して変動する。
が発生し、それぞれの圧電素子１１、１２に該歪が発生
し、それぞれの圧電素子１１、１２に該歪に基づく分極
が発生する。該分極により圧電素子１１、１２を流れる
電流の位相が印加電圧に対して変動する。
第５図及び第６図は電圧と電流の位相差を表わすグラフ
である。又、第７図は流速値ｕと位相差θとの関係を表
すグラフである。
である。又、第７図は流速値ｕと位相差θとの関係を表
すグラフである。
流速ゼロ状態における印加電圧曲線Ａと電流曲線Ｂとの
位相差は第５図に示すようにθ0である。次に流体が流
速ｕで流れると圧電素子１１、１２に歪が発生し、これ
は電流変化として現れる。第６図は流速がｕである場合
における電圧曲線Ａと電流曲線Ｂとの関係を示す図であ
る。即ち流速がｕである場合における両曲線の位相差は
θｕとなる。ここに、電圧曲線Ａと電流曲線Ｂとの位相
差と流速との関係は第７図に示す曲線で表される。従っ
て位相差演算部４０によって位相差が検出されると流速
を算出することができる。
位相差は第５図に示すようにθ0である。次に流体が流
速ｕで流れると圧電素子１１、１２に歪が発生し、これ
は電流変化として現れる。第６図は流速がｕである場合
における電圧曲線Ａと電流曲線Ｂとの関係を示す図であ
る。即ち流速がｕである場合における両曲線の位相差は
θｕとなる。ここに、電圧曲線Ａと電流曲線Ｂとの位相
差と流速との関係は第７図に示す曲線で表される。従っ
て位相差演算部４０によって位相差が検出されると流速
を算出することができる。
（適用例） 以下本発明の流速検出装置の適用例を説明する。
第８図は本発明の流速検出装置を自動車の屋根に搭載す
る様子を表す斜視図であり、第９図は該搭載する流速検
出装置の詳細を表わす構成図であり、第１０図は第９図
の平面図である。又、第１図は第９図に示す流速検出装
置から風向風速を算出しアクチュエータに出力するブロ
ック図である。
る様子を表す斜視図であり、第９図は該搭載する流速検
出装置の詳細を表わす構成図であり、第１０図は第９図
の平面図である。又、第１図は第９図に示す流速検出装
置から風向風速を算出しアクチュエータに出力するブロ
ック図である。
第９図に示すように本適用例において流速検出装置は２
つのセンサ部Ｓａ、Ｓｂを有する。２つのセンサ部Ｓ
ａ、Ｓｂのそれぞれの振動板２ａ、２ｂはそれぞれ別個
の流路、Ｒａ、Ｒｂに、流れ方向に対し直角に配置され
ている。該２つの流路Ｒａ、Ｒｂは第１０図に示すよう
に直交し、且つ流体の入口の方向（流れ方向）に対し、
それぞれ４５度の角度を成す。従ってもし空気が図のＵ
ａの方向から流入すると流路Ｒａを流れる空気流の速度
は流路Ｒｂを流れる空気流の速度よりも速く、逆に空気
がＵｂの方向から流入すると流路Ｒｂを流れる空気流の
速度は流路Ｒａを流れる空気流の速度より速い。又、図
のようにU0の方向から空気が流入すると流路Ｒａ、流路
Ｒｂを流れる空気流の速度は等しい。従って流路Ｒａお
よび流路Ｒｂの空気流の速度を算出することにより、風
向を求めることができる。さらに、第１１図に示すよう
に車速センサＳＳからの信号を加味し、相対的な風向風
速ばかりでなく絶対的な風向風速をも算出し表示するこ
とができる。このようにして算出した相対的あるいは絶
対的な風向及び風速はアクチュエータ９に出力し自動車
の制御をより安定なものとすることができる。
つのセンサ部Ｓａ、Ｓｂを有する。２つのセンサ部Ｓ
ａ、Ｓｂのそれぞれの振動板２ａ、２ｂはそれぞれ別個
の流路、Ｒａ、Ｒｂに、流れ方向に対し直角に配置され
ている。該２つの流路Ｒａ、Ｒｂは第１０図に示すよう
に直交し、且つ流体の入口の方向（流れ方向）に対し、
それぞれ４５度の角度を成す。従ってもし空気が図のＵ
ａの方向から流入すると流路Ｒａを流れる空気流の速度
は流路Ｒｂを流れる空気流の速度よりも速く、逆に空気
がＵｂの方向から流入すると流路Ｒｂを流れる空気流の
速度は流路Ｒａを流れる空気流の速度より速い。又、図
のようにU0の方向から空気が流入すると流路Ｒａ、流路
Ｒｂを流れる空気流の速度は等しい。従って流路Ｒａお
よび流路Ｒｂの空気流の速度を算出することにより、風
向を求めることができる。さらに、第１１図に示すよう
に車速センサＳＳからの信号を加味し、相対的な風向風
速ばかりでなく絶対的な風向風速をも算出し表示するこ
とができる。このようにして算出した相対的あるいは絶
対的な風向及び風速はアクチュエータ９に出力し自動車
の制御をより安定なものとすることができる。
（変形例） 上記各実施例及び適用例においては、センサ部として２
つの圧電素子と該２つの圧電素子に挟まれた１つの機械
力伝達手段とから成るものを用いているが、これは必ず
しも上記限定を意味するものではない。
つの圧電素子と該２つの圧電素子に挟まれた１つの機械
力伝達手段とから成るものを用いているが、これは必ず
しも上記限定を意味するものではない。
第１２図はセンサ部の変形例を示す図である。即ち、第
１２図（Ａ）に示すように１つの圧電素子１と該圧電素
子に密着する１つの機械力伝達手段２によってセンサ部
を構成してもよく、又、（Ｂ）に示すように１つの圧電
素子１と該１つの圧電素子１の両端面にそれぞれ密着さ
れた２つの機械力伝達手段２１、２２によってセンサ部
を構成してもよく、又、（Ｃ）に示すように圧電素子１
の長さを長くし、これを２枚貼り合せ、圧電素子自身を
機械力伝達手段２として兼用してもよい。
１２図（Ａ）に示すように１つの圧電素子１と該圧電素
子に密着する１つの機械力伝達手段２によってセンサ部
を構成してもよく、又、（Ｂ）に示すように１つの圧電
素子１と該１つの圧電素子１の両端面にそれぞれ密着さ
れた２つの機械力伝達手段２１、２２によってセンサ部
を構成してもよく、又、（Ｃ）に示すように圧電素子１
の長さを長くし、これを２枚貼り合せ、圧電素子自身を
機械力伝達手段２として兼用してもよい。
又、（Ｄ）に示すようにセンサ部の構成を略前記実施例
及び適用例と同様にし、機械力伝達手段２を樹脂によっ
て構成してもよい。この場合リード線３１０５、３１０
６は第２電極及び第３電極に接続する。
及び適用例と同様にし、機械力伝達手段２を樹脂によっ
て構成してもよい。この場合リード線３１０５、３１０
６は第２電極及び第３電極に接続する。
第１３図は機械力伝達手段２及び圧電素子１の形状の他
の変形例を示す図である。即ち、上記各実施例及び適用
例において圧電素子１及び機械力伝達手段２はいずれも
板状の直方体を用いたが、これは直方体に限定されず、
（Ａ）に示すように三角形の形状、あるいは（Ｃ）、
（Ｄ）に示すように円形状を用いてもよい。又振動数２
１の形成部は上記各実施例及び適用例においてはいずれ
も圧電素子の一端から突出（各図において右端）させた
がこれは必ずしも一端から突出させる必要はなく、
（Ｂ）に示すように各圧電素子１の中間に振動板２１を
形成してもよい。（Ｄ）あるいは（Ｃ）についても同様
である。
の変形例を示す図である。即ち、上記各実施例及び適用
例において圧電素子１及び機械力伝達手段２はいずれも
板状の直方体を用いたが、これは直方体に限定されず、
（Ａ）に示すように三角形の形状、あるいは（Ｃ）、
（Ｄ）に示すように円形状を用いてもよい。又振動数２
１の形成部は上記各実施例及び適用例においてはいずれ
も圧電素子の一端から突出（各図において右端）させた
がこれは必ずしも一端から突出させる必要はなく、
（Ｂ）に示すように各圧電素子１の中間に振動板２１を
形成してもよい。（Ｄ）あるいは（Ｃ）についても同様
である。
第１４図は流体の流れ方向と振動板２１との位置関係を
表す図である。
表す図である。
上記実施例においてはいずれも振動板２１は流体の流れ
方向に対し直角に配置したがこれは係る配置に限定され
るものではない。即ち、第１４図（Ａ）に示すように流
れ方向に対向させて配置してもよく、（Ｂ）に示すよう
に４５度に角度で配置してもよい。又、（Ｃ）に示すよ
うに１３５度でもよく、（Ｄ）に示すように流れ方向で
もよい。又、（Ｅ）に示すように流れとねじれ方向でも
よい。要は流体の流れにより振動板２１が何等かの圧力
を受けるように配置すればよい。
方向に対し直角に配置したがこれは係る配置に限定され
るものではない。即ち、第１４図（Ａ）に示すように流
れ方向に対向させて配置してもよく、（Ｂ）に示すよう
に４５度に角度で配置してもよい。又、（Ｃ）に示すよ
うに１３５度でもよく、（Ｄ）に示すように流れ方向で
もよい。又、（Ｅ）に示すように流れとねじれ方向でも
よい。要は流体の流れにより振動板２１が何等かの圧力
を受けるように配置すればよい。
以上の実施例においては、素子としては圧電素子を用い
たが、電歪素子であってもよい。
たが、電歪素子であってもよい。
以上要するに本発明は圧電素子を用いて構成した流速検
出装置である。
出装置である。
本発明の流速検出装置では圧電素子を用いているために
全体の形状を小型化できる。又、流速を圧電変化によっ
て検出しているために即応性がよく、精度も高い。更
に、水、埃、塵等に対する耐雰囲気性用いる良好であ
る。又、流速を電気信号として検出するため、該信号を
次段のアクチュエータの制御等に用いる場合便利であ
る。又、構成も比較的簡単であり、耐久性がよい。
全体の形状を小型化できる。又、流速を圧電変化によっ
て検出しているために即応性がよく、精度も高い。更
に、水、埃、塵等に対する耐雰囲気性用いる良好であ
る。又、流速を電気信号として検出するため、該信号を
次段のアクチュエータの制御等に用いる場合便利であ
る。又、構成も比較的簡単であり、耐久性がよい。
更に、本発明では、流速に応じて歪みを発生する圧電素
子の印加電圧と通電電流との位相差に基づいて流速検出
を行う構成を採用しているので、 単に印加電圧または通電電流に基づいて流速検出を行う
場合に比較して格段に流速検出精度を改善することがで
きる。
子の印加電圧と通電電流との位相差に基づいて流速検出
を行う構成を採用しているので、 単に印加電圧または通電電流に基づいて流速検出を行う
場合に比較して格段に流速検出精度を改善することがで
きる。
すなわち、上記位相差は、周知のように印加電圧と通電
電流との時間差に対応し、印加電圧の変動に応じて通電
電流は変動するが、印加電圧の変動にかかわらず位相差
は変化せず、検出した流速値が印加電圧の変動により変
動しないという利点を有します。そして当然のことなが
ら、上記効果は電源電圧の変動が大きい車両用流速検出
装置において特に有効である。
電流との時間差に対応し、印加電圧の変動に応じて通電
電流は変動するが、印加電圧の変動にかかわらず位相差
は変化せず、検出した流速値が印加電圧の変動により変
動しないという利点を有します。そして当然のことなが
ら、上記効果は電源電圧の変動が大きい車両用流速検出
装置において特に有効である。
第１図は本発明の構成を示すブロック図である。第２図
は本実施例の流速検出装置のセンサ部の枠体への取付け
図であり、第３図は該流速検出装置の流路への取付け図
であり、第４図は本実施例の流速検出装置の構成図であ
り、第５図及び第６図は電圧曲線と電流曲線との位相の
ずれを表すグラフであり、第７図は流速と位相差との関
係を表すグラフである。第８図は本発明の流速検出装置
を自動車に搭載する様子を表す斜視図であり、第９図は
第８図における流速検出装置のセンサ部の詳細を表す斜
視図であり、第１０図は第９図の平面図である。又第１
１図は第９図、第１０図に示す流速検出装置を第８図に
示す自動車に搭載し相対的及び絶対的な風向風速を算出
し、アクチュエータに出力する回路のブロック図であ
る。第１２図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）はそれぞれ流速
検出装置のセンサ部の変形例を表す断面模式図である。
第１３図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）はそれぞれセンサ部
の素子と機械力伝達手段との配置の変形例を表す断面図
及び平面図である。第１４図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）
（Ｅ）は流速検出装置のセンサ部を流体の流れ方向に対
し、配置する変形例を表す図である。
は本実施例の流速検出装置のセンサ部の枠体への取付け
図であり、第３図は該流速検出装置の流路への取付け図
であり、第４図は本実施例の流速検出装置の構成図であ
り、第５図及び第６図は電圧曲線と電流曲線との位相の
ずれを表すグラフであり、第７図は流速と位相差との関
係を表すグラフである。第８図は本発明の流速検出装置
を自動車に搭載する様子を表す斜視図であり、第９図は
第８図における流速検出装置のセンサ部の詳細を表す斜
視図であり、第１０図は第９図の平面図である。又第１
１図は第９図、第１０図に示す流速検出装置を第８図に
示す自動車に搭載し相対的及び絶対的な風向風速を算出
し、アクチュエータに出力する回路のブロック図であ
る。第１２図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）はそれぞれ流速
検出装置のセンサ部の変形例を表す断面模式図である。
第１３図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）はそれぞれセンサ部
の素子と機械力伝達手段との配置の変形例を表す断面図
及び平面図である。第１４図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）
（Ｅ）は流速検出装置のセンサ部を流体の流れ方向に対
し、配置する変形例を表す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 数馬 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (56)参考文献 実開 昭57−146067（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−161572（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−122573（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】印加電界に応じて歪を発生し、応力に応じ
て電気分極を発生する素子と、 該素子に結合され、流体の圧力を該素子に伝達する機械
力伝達手段と、 前記素子に交流電界を印加する駆動部と、 前記素子に印加する電圧と前記素子を流れる電流との位
相差を検出し、該位相差に応じて前記流体の流速を検出
する検出部と から成ることを特徴とする流速検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59107312A JPH0614062B2 (ja) | 1984-05-26 | 1984-05-26 | 流速検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59107312A JPH0614062B2 (ja) | 1984-05-26 | 1984-05-26 | 流速検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60250259A JPS60250259A (ja) | 1985-12-10 |
| JPH0614062B2 true JPH0614062B2 (ja) | 1994-02-23 |
Family
ID=14455884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59107312A Expired - Lifetime JPH0614062B2 (ja) | 1984-05-26 | 1984-05-26 | 流速検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0614062B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2530824B2 (ja) * | 1986-08-06 | 1996-09-04 | オリンピア工業株式会社 | 流体論理素子式流量計 |
| JPH0432019U (ja) * | 1990-07-12 | 1992-03-16 | ||
| AU2209100A (en) * | 1998-12-28 | 2000-07-31 | Raytheon Company | Fluid flow sensor |
| US6866819B1 (en) | 2001-11-13 | 2005-03-15 | Raytheon Company | Sensor for detecting small concentrations of a target matter |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56161572U (ja) * | 1980-05-06 | 1981-12-01 | ||
| JPS57122573U (ja) * | 1981-01-23 | 1982-07-30 | ||
| JPS57146067U (ja) * | 1981-03-09 | 1982-09-13 |
-
1984
- 1984-05-26 JP JP59107312A patent/JPH0614062B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60250259A (ja) | 1985-12-10 |
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